长距离海底管道干燥惰化新技术应用风险评估及项目管理模型

傅健 王军 李友行 郑松贤

1海洋石油工程股份有限公司

2中海石油气电集团有限责任公司

当前，国内海洋石油工程产业不断向深水油气田及边际油田开发等高难度、新领域方向发展，常规的海洋工程工艺技术往往不能解决现有问题，需要开发或引进新的工艺技术。大型海洋工程项目通常会投入大量的船组等资源，直接投资达到数十亿甚至上百亿人民币，高投入、高风险、高科技的特点在海洋石油工程项目中得到了充分体现。因此，新技术能否在海洋工程项目中成功应用，成为决定项目成败的关键。

1 工程概况

1.1 项目简介

东方13-2 气田开发项目需要2 座生产平台，铺设4 条海底管道及多条海底电缆。其中新建的东方13-2 CEPB 平台位于海南省东方市以西约132 km 的南海西部海域，平均水深70～90 m。为保证东方13-2 气田能够按时投产，在东方13-2 CEPB 导管架安装后、组块安装前，必须完成2 条海底管道的排水干燥惰化作业，一条为东方13-2 CEPB 平台与崖城13-1 AWA 平台间195 km 长的24 in 海底管道，另外一条为海底管道水下三通到乐东22-1 CEP平台1.5 km 长的18 in 海底管道，如图1 所示。

图1 东方13-2 气田海管示意图Fig.1 Submarine pipeline sketch of Dongfang 13-2 Gas Field

1.2 项目难点分析

（1）该项目是国内首次自主开展平台间、超百千米、大管径且存在T 型三通支路的海底管道干燥惰化作业，如何快速、高效地完成海底管道干燥惰化作业是项目的关键。

（2）国内尚无任何大变径且存在T 型三通支路的海底管道干燥惰化作业的经验，T 型三通篦子结构，支路无法通过清管器，支路海管干燥惰化效果将影响整条海管干燥惰化能否达标，技术难度极大。

（3）作业期间，协调东方13-2 CEPB 平台、崖城13-1 AWA 平台、乐东22-1 CEPB 平台及施工船组多点协同作业，是三通支路海底管道干燥惰化成功的保障。

（4）作业海域为中国南海开阔海域，作业周期处于南海台风季和季风季节期间，作业现场常常有6～7 级大风，有义波高常处于2 m 左右，如何保障作业的连续性，是提高整体项目施工效率的关键。

综上所述，主路海管如果采用传统的干空气干燥法，施工周期长，干燥效率低。同时，乐东22-1 平台至水下三通支路海管由于篦子结构无法采用传统的发射清管球的方法进行排水。

1.3 项目新工艺介绍

为解决支路海管排水难题，项目组创新性采用“三新三化”成果凝胶封堵技术。将瓜尔胶聚合物溶液和凝胶交联剂按照一定比例注入海管，配置出具有良好稳定性、耐压、封堵性能优良的凝胶段塞，凝胶段塞可以替代传统的清管球排出支路海管中的海水，同时凝胶具有良好的黏弹性，可顺利通过水下三通的篦子结构。

针对主路海管，项目组采用清管列车+干燥剂的方法替代传统的干空气干燥法。用乙二醇药剂和直板清管球组成干燥药剂段塞，实现了长距离管道的快速干燥，解决了传统方法周期长、干燥效率低的难题。

从整体上看，该项目的施工工艺复杂，管理和技术难度都很大，风险发生的概率高，风险带来的不良后果相比普通项目更加严重，因此针对该项目特点，需要统筹开展风险分析及过程控制。风险管理的目的在于通过对项目的不确定因素进行研究，采取风险应对措施，降低损失，控制成本，最终实现项目管理目标[1]。

2 风险评估

2.1 风险辨识

在施工风险体系中，风险因素权重的确定是集对分析中的一个重要步骤[2]。目前权重确定主要有基于功能驱动赋权、基于差异驱动赋权和综合赋权三种方法。

风险辨识阶段经常使用的方法为“主要相关人员集体讨论”，其次为“咨询专家”、“对照问题清单”、“个人判断”[3]。根据东方13-2 项目海底管道干燥惰化工程的特点，采用现场调研、头脑风暴、专家咨询的方式。在专家咨询方面，采用建设工程领域具有很大潜力的德尔菲法。通过多次施工风险评估，将本次作业的重点确定为施工工艺、关键人员、重要材料、关键设备、质量、安全、进度、成本、环境9 个方面，见表1。

2.2 风险评价标准

2.2.1 风险发生可能性等级划分

根据海洋工程项目的普遍特点及东方13-2 气田开发项目的独特性，采用风险评价指数法（RAC），将项目风险发生可能性划分为5 个等级，见表2。

2.2.2 风险影响等级

根据海洋工程项目的普遍特点及东方13-2 气田开发项目的独特性，将风险影响对象拓展为成本管理、进度管理、质量管理、HSE 管理、顾客管理，并将风险影响程度同样划分为5个等级，见表3。

2.2.3 确定风险评价标准等级

根据风险发生的可能性等级和风险影响等级可以确定评价标准等级，即风险因素发生的可能性等级得分乘以风险影响等级得分，公式为：

式中：Ri为第i个施工风险因素的评价指数；Pi为第i个施工风险发生可能性等级；Ai为第i个施工风险影响等级。依据上式，可得到综合评价指数范围（表4），其指数越大，对应的风险也越大。

表1 东方13-2 气田群开发项目海底管道干燥惰化风险辨识清单Tab.1 Risk identification list of submarine pipeline drying and inerting in the development project of Dongfang 13-2 Gas Field Group

表2 施工风险发生可能性等级Tab.2 Possibility level of construction risk

表3 施工风险影响等级Tab.3 Construction risk impact level

表4 综合评价指数范围Tab.4 Scope of comprehensive evaluation indicators

2.3 风险综合评价结果

东方13-2 项目海底管道干燥惰化工程项目组采取专家咨询的形式，组织专业技术专家、项目管理专家、QHSE 高级工程师及高级费控师、经济师共17 人，对项目风险清单上的各种风险发生的可能性及影响等级进行测评，根据统计结果计算出每个风险因素评价指数Ri。风险综合评价结果见表5。

表5 风险综合评价结果Tab.5 Comprehensive risk assessment result

3 东方13-2 气田开发项目管理模型

风险应对阶段最常使用的方法为减少风险后果/可能性[4]。综合考虑风险评价结果，东方13-2气田开发项目海底管道干燥惰化在实施风险应对的阶段，综合多种科学管理方法[5-10]，建立了东方13-2气田开发项目管理模型，对9个作业重点进行管控。

3.1 施工工艺设计与管理

（1）创新工艺方法，解决支路排水难题。项目组创新性采用“三新三化”成果凝胶封堵技术，通过开展陆地凝胶配比及通过性试验，确保凝胶达到最佳效果，成功解决了支路海管无法通球的难题。

（2）应用“清管列车+干燥剂”组合技术，保证干燥一次合格。项目组采用“清管列车+干燥剂”的方法，保证了195 km 海管排水干燥一次性合格。

（3）建适临时作业支持平台，提高作业效率。东方13-2 项目海管排水干燥惰化海上施工前，东方13-2 CEPB 平台上部组块尚未安装。项目组设计并建造了临时作业支持平台，用于摆放排水干燥惰化设备，施工人员在临时平台上开展排水干燥作业，降低了恶劣天气船舶靠泊平台作业的风险，保证了施工的连续性，大大提高了作业效率。

3.2 人员、设备与材料管理

（1）项目在成立初期，考虑到技术难度大、施工协调责任及安全风险高等特点，挑选技术、安全与协调方面经验丰富及配合默契的项目人员，根据项目各个阶段的任务要求和人员特点，进行人力资源管理的有效授权，将人力资源管理实践与项目的具体要求紧密结合起来，围绕团队协作、文化建设、绩效评估激励、团队成员退出机制等进行团队建设。

（2）编制设备三级调试计划，设备出海前完成设备保养，装船前完成单体调试，装船后完成整体联调，确保海上施工期间设备“零待机”。

（3）对主要材料进行完整的闭环管理，安排专人对材料采购、进度管理、材料运输、材料使用及剩余情况进行追踪。

3.3 成本与进度管理

项目组集中开展多次头脑风暴，最终确定选用赢得值法（EVM），对项目的成本与进度进行控制管理。该方法将工程量转化为货币量表示工程的进度计划，以转化完成工程量为资金量进行衡量，是一种直观有效的管理方法。

3.3.1 指标计算

EVM 评价指数主要有进度偏差(SV)、成本偏差(CV)、进度绩效指数(SPI)及成本执行指数（CPI）。评价指数的计算需要3 个基本参数：计划工作的预算费用(PV)、已完工作的预算费用(EV)、已完工作的实耗费用(AC)。

SV=EV-PV，SV＞0 表示实际进度提前；SV=0 表示实际进度与计划相符；SV＜0 表示实际进度滞后。

在白头叶猴的社会中，只有猴王拥有交配权，一个猴群由一个猴王和一群雌猴以及它们的幼猴组成，猴王会尽可能多地占有雌猴，繁衍自己的后代。方东升的行为，放在猴群社会中，是再正常不过的事，但人类社会文明的发展，已经不再容许。同样是灵长类动物，人类也依旧残存着许多动物性本能，对动物性本能的克制与约束，是人类所达到的文明层次对自身的要求。

CV=EV-AC，CV＞0 表示实际费用低于预算；CV=0 表示实际费用与预算相符；CV＜0 表示费用超出预算。

CPI=EV/AC，CPI＞1 表示实际费用低于预算；CPI=1 表示实际费用与预算相符；CPI＜1 表示费用超出预算。

SPI＞1 表示进度超前；SPI=1 表示实际进度与计划相符；SPI＜1 表示进度滞后。

利用上述对4 项指标的定义分别进行计算，并对计算结果进行列表（表6）。

表6 指标计算结果Tab.6 Calculation results of indicators

3.3.2 结果分析

2018 年8—10 月，进度偏差数值为负，说明项目在此期间实际完工的预算费用小于计划工程预算，同时进度效果执行指数亦小于1，说明实际进度已晚于计划进度。表6 中的成本偏差值为负，说明项目在此期间内已完工部分的成本大于项目预算费用，如不及时纠偏，项目结束时很有可能发生亏损。与此同时，成本执行指数亦小于1，说明实际发生的成本已大于项目预算成本，项目处于透支状态。

3.3.3 后续状态预测

为此，项目组制订了两种可行的纠偏方案：第一种方案是根据新工艺的要求增加合理的预算，并对施工工艺进行改良，压缩施工工期；第二种方案是在项目实施过程中，针对超出合同工作范围的内容，积极与业主恰谈变更，以获得工程额外的工期与成本。

3.3.4 跟踪检查

在实施上述两种纠偏方案后，应用基本参数计算方法再次对项目的4项指标进行计算，结果见表7。

表7 2018 年11 月指标计算结果Tab.7 Calculation results of indicators in November 2018

进度偏差SV 值变小，表明现场的实际进度与项目制订的计划进度之间的偏差开始变小；CV值小于0，表明通过优化施工工艺，费用成本控制在计划值内。

根据SPI、SV、CPI、CV等最终数据剖析的结论制订下一阶段的工作计划与纠偏计划，同时对此最终结论做一定的跟踪检测，通过实践验证本文方法的有效性。

3.4 质量、安全与环境管理

在质量管理方面，严格按照质量体系要求进行控制，从临时作业支持平台设计、建造、安装，至海上排水干燥惰化作业结束，没有出现一起质量事故，195 km 长的24 in 海管排水干燥惰化一次合格。

在安全管理方面，项目组制定HSE 作业计划和应急计划，并对每个分项制定专项HSE 作业计划和分项工作的安全分析，各项施工都按照HSE作业计划要求进行。在施工期间，现场管理人员及操作人员严格执行公司安全管理规定和作业规范，进行设备操作及工艺流程操作，没有发生一起可记录安全事件。

4 结束语

通过东方13-2 气田开发项目海底管道干燥惰化新技术成功应用的案例，对风险评价指数法及赢得值法等项目管理工具在海洋工程新技术应用领域进行了分析和归纳。通过使用赢得值法对项目运行状态的数据进行分析，能够发现项目管控中存在的问题，得到较为客观可行的项目管理措施。综合看来，风险评价指数法及赢得值法对海洋工程新技术应用具有较强的实际意义。